În general, tehnologiile de energie regenerabilă cuprind cele trei mari surse: energia solară, eoliană și hidroelectrică. Există și alte surse, cum ar fi energia geotermală și oceanică, precum și tehnologii ecologice mai controversate, cum ar fi energia nucleară. Cu toate acestea, în mare parte, știm destul de bine cum va fi produsă energia regenerabilă în viitor.
Urmărește cele mai noi producții video TechRider.ro
- articolul continuă mai jos -
De aceea, este întotdeauna interesant să vedem cum o idee diferită capătă popularitate. Japonia s-a alăturat Danemarcei în realizarea de investiții reale în energia osmotică, care utilizează diferențele de concentrație a sării pentru a genera electricitate, potrivit TheGuardian. Având acces nelimitat la apă de mare, această națiune insulară a creat o centrală electrică osmotică capabilă să genereze aproximativ 880.000 de kilowați-oră de electricitate pe an.
La începutul lunii august, Japonia a lansat oficial prima sa centrală electrică osmotică în Fukuoka, un oraș situat la vest de Tokyo. Astfel, Japonia devine a doua țară din lume care mizează pe energia osmotică, după Danemarca. Se preconizează că centrala din Fukuoka va genera energie electrică pentru a alimenta aproximativ 290 de gospodării.
Deocamdată, prima sarcină a instalației este de a alimenta cu energie centrala de desalinizare din Fukuoka, care furnizează apă potabilă zonelor învecinate. Succesul acesteia ar putea duce la proliferarea energiei osmotice, o alternativă naturală și cu risc redus la combustibilii fosili, care nu a prins încă avânt din cauza provocărilor practice.
Principiul de funcționare al centralei osmotice
Osmoza este un proces simplu care reflectă tendința naturii de a echilibra lucrurile. Într-o centrală electrică osmotică, o membrană specială separă straturile de apă dulce și apă de mare, cea din urmă fiind supusă unei presiuni ușor mai mari. În timp, osmoza duce la curgerea apei dulci către stratul de apă de mare pentru a echilibra concentrația de sare de ambele părți ale membranei semipermeabile. Acest lucru provoacă o creștere a presiunii care rotește o turbină în centrală, care la rândul ei generează energie electrică.
Aceasta este, de asemenea, o sursă de energie care nu este afectată de capriciile naturii, cum ar fi vremea sau ora din zi. Spre deosebire de energia solară sau eoliană, osmoza este, în esență, o „sursă stabilă de generare a energiei electrice care poate funcționa 24 de ore pe zi, în fiecare zi a anului”, a declarat Kenji Hirokawa, directorul Centrului de desalinizare a apei de mare de la Agenția de Apă din districtul Fukuoka, care operează centrala.
Tehnologie în stadiu incipient
Centrala din Fukuoka este a doua de acest fel din lume. Prima a fost construită în 2023 în Mariager, Danemarca, de către compania SaltPower.
Centrala japoneză este mai mare decât cea din Danemarca, deși au aproape aceeași capacitate de funcționare. Demonstrații la scară pilot au avut loc și în țări precum Norvegia și Coreea de Sud.
În principiu, osmoza pare să ofere o alternativă simplă la deficiențele combustibililor fosili. Realist vorbind, însă, cercetătorii vor trebui să depășească mai multe obstacole tehnice înainte ca aceasta să devină o opțiune viabilă. De exemplu, este necesară rezolvarea pierderilor masive de energie cauzate de pomparea apei în centrală și din nou, pe măsură ce aceasta trece prin membrane, a declarat Sandra Kentish, inginer chimist la Universitatea din Melbourne, Australia, pentru The Guardian.
Oficialii din Fukuoka par optimiști în ceea ce privește obiectivul lor de a exploata osmoza ca sursă fiabilă de energie pentru Japonia, potrivit lui Hirokawa. „Este un plan semnificativ – poate chiar începutul unui plan – în răspunsul nostru la schimbările climatice”, a spus el.
Provocările tehnologiei
Deși ideea este simplă, extinderea ei la scară largă este dificilă. Kentish a spus că se pierde multă energie prin acțiunea de pompare a apei în centrala electrică și atunci când aceasta trece prin membrane.
„Deși energia este eliberată atunci când apa sărată este amestecată cu apa dulce, se pierde multă energie în pomparea celor două fluxuri în centrala electrică și din cauza pierderilor prin frecare la trecerea prin membrane”, a spus Kentish. Dar cercetătorii lucrează intens la îmbunătățirea tehnologiei membranelor și a pompelor pentru a minimiza aceste probleme, a adăugat ea.
„De asemenea, este de remarcat faptul că centrala japoneză utilizează apă de mare concentrată, saramura rămasă după îndepărtarea apei dulci într-o instalație de desalinizare, ca alimentare, ceea ce crește diferența de concentrație a sării și, prin urmare, energia disponibilă.”
De la idee la implementare, un scurt istoric
Conceptul din spatele energiei osmotice sau „albastre” este în dezvoltare de zeci de ani. În 1954, R.E. Pattle a prezentat teoretic pentru prima dată potențialul de a recolta energie din amestecul de apă dulce și apă sărată. În anii 1970, profesorul Sidney Loeb, co-inventator al desalinizării prin osmoză inversă, a dezvoltat cadrul pentru osmoza cu presiune întârziată după ce a observat amestecul natural al râului Iordan și al Mării Moarte.
Una dintre principalele bariere a fost costul și eficiența membranei, deoarece sunt necesare suprafețe mari și presiuni ridicate, iar pierderile legate de presiune și frecare erodează câștigurile nete.
Progresele recente vizează eliminarea acestor constrângeri. Membranele de osmoză directă cu fibre tubulare dezvoltate de Toyobo sunt proiectate pentru a permite trecerea moleculelor de apă, respingând în același timp sărurile și impuritățile, îmbunătățind eficiența generală în instalațiile moderne. Acestea au fost utilizate în prima centrală electrică osmotică complet funcțională din lume, situată în Danemarca.
În paralel, abordări emergente, precum difuzia nanoosmotică ionică de la start-up-ul francez Sweetch Energy, utilizează materii prime de origine biologică și principii de difuzie nanoosmotică pentru a îmbunătăți selectivitatea ionică și a reduce pierderile, indicând o captare mai scalabilă a energiei albastre.
